No Pantanal brasileiro existem lagoas salino-alcalinas que exibem alto pH e concentrações de sais, onde ocorrem florações de cianobactérias apesar das condições extremas destes ambientes. Esses organismos fotossintetizantes oxigênicos são capazes de produzir diversos metabólitos especializados para a sua sobrevivência, os quais podem ter potencial aplicação biotecnológica. Dentre esses metabólitos produzidos pelas cianobactérias está a classe dos terpenos e terpenóides. Desta forma, o objetivo deste estudo foi realizar a mineração de agrupamentos gênicos de terpenos e terpenóides em genomas de cianobactérias isoladas de lagoas salino-alcalinas do Pantanal [Alkalinema pantanalense CENA528, Anabaenopsis elenkinii CCIBt3563, Geminocystis sp. CENA526, Arthrospira platensis CENA597 e CENA650, Pantanalinema rosanae CENA516 e 11 genomas montados a partir de metagenomas (MAGs Metagenome-Assembled Genomes)].A via biossintética de terpenos foi visualizada usando a ferramenta BlastKOALA e os agrupamentos de genes preditos na plataforma antiSMASH. Os genes e agrupamentos foram analisados quanto a sintenia e ortologia e comparados aos disponíveis nos bancos de dados. Os extratos celulares da biomassa cultivada das seis linhagens foram analisados por LC-MS/MS para identificar os metabólitos produzidos. Todos os genomas e MAGs apresentaram a via biossintética dos compostos precursores dos terpenos, assim como as vias de biossíntese de tetraterpenóides e ubiquinonas. Genes envolvidos na biossíntese de esqualeno e hopeno, triterpenóides, foram identificados somente em três genomas e em uma das MAGs. As análises de ortologia e sintenia mostraram que os genes da biossíntese de terpenóides são mais conservados entre gêneros e possuem identidade média de 60% para o filo Cyanobacteria. Na desreplicação dos compostos, o maior número foi identificado como pertencentes ao grupo dos tetraterpenóides. Outros compostos anotados nas linhagens foram Cibastacina A, um raro sesterterpeno, Austinoneol, um meroterpenóide e a lactona diterpênica Scytoficina. A utilização das ferramentas in silico para predição de genes e metabólitos conhecidos permitiu a exploração do terpenoma de cianobactérias que habitam as lagoas salino-alcalinas do Pantanal, abrindo caminho para futuras aplicações biotecnológicas.

In the Brazilian Pantanal exist soda lakes that present high pH and salt concentrations, where cyanobacterial blooms occur despite the extreme conditions of these environments. These oxygenic photosynthersizers are capable of producing several specialized metabolites for their survival, which may have potential biotechnological application. Among these metabolites produced by cyanobacteria is the class of terpenes and terpenoids. Thus, the objective of this study was to carry out the mining of terpene and terpenoid gene clusters in the genomes of cyanobacteria isolated from Pantanal soda lakes, [Alkalinema pantanalense CENA528, Anabaenopsis elenkinii CCIBt3563, Geminocystis sp. CENA526, Arthrospira platensis CENA597 e CENA650, Pantanalinema rosanae CENA516 and 11 Metagenome- Assembled Genomes (MAGs)]. The terpene biosynthetic pathway was visualized using BlastKOALA tool and predicted gene clusters in the antiSMASH platform. The genes and clusters were analyzed for synteny and orthology and compared to those available in the databases. Cell extracts from the cultivated biomass of the six strains were analyzed by LC-MS/MS to identify the metabolites produced. All genomes and MAGs showed the biosynthetic pathway of terpene precursors, as well as the biosynthetic pathways of tetraterpenoids and ubiquinones. Genes involved in the biosynthesis of squalene and hopene, triterpenoids, were identified only in three genomes and in one of the MAGs. The orthology and synteny analyses showed that terpenoid biosynthesis genes are more conserved among genera and have an average identity of 60% for the phylum Cyanobacteria. In the dereplication of the compounds, the largest number was identified as belonging to the group of tetraterpenoids. In two of the three strains that presented the triterpenes biosynthetic genes, the compound bacteriohopanetetrol was annotated. Other compounds annotated in the strains were Cybastacin A, a rare sesterterpene, Austinoneol, a meroterpenoid and the diterpene lactone Scytoficina. The use of in silico tools to predict known genes and metabolites allowed to explore the terpenome of cyanobacteria that inhabit the Pantanal soda lakes, paving the way for future biotechnological applications.